• Steel and Composite Structures
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• 제49권6호
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• pp.603-614
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• 2023

In this paper, frequency analysis of curved functionally graded (FG) nanobeam by consideration of deepness effect has been studied. Differential transform method (DTM) has been used to obtain frequency responses. The nonlocal theory of Eringen has been applied to consider nanoscales. Material properties are supposed to vary in radial direction according to power-law distribution. Differential equations and related boundary conditions have been derived using Hamilton's principle. Finally, by consideration of nonlocal theory, the governing equations have been derived. Natural frequencies have been obtained using semi analytical method (DTM) for different boundary conditions. In order to study the effect of deepness, the deepness term is considered in strain field. The effects of the gradient index, radius of curvature, the aspect ratio, the nonlocal parameter and interaction of aforementioned parameters on frequency value for different boundary conditions such as clamped-clamped (C-C), clamped-hinged (C-H), and clamped-free (C-F) have been investigated. In addition, the obtained results are compared with the results in previous literature in order to validate present study, a good agreement was observed in the present results.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권3호
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• pp.980-992
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• 2024

Steam line break accident (SLB) in the nuclear reactor is one of the representative Non-LOCA accidents in which thermal-hydraulics and neutron kinetics are strongly coupled each other. Thus, the multi-scale and multi-physics approach is applied in this study in order to examine a realistic safety margin. An entire reactor coolant system is modelled by system scale node, whereas sub-channel scale resolution is applied for the region of interest such as the reactor core. Fuel performance code is extended to consider full core pin-wise fuel behaviour. The MARU platform is developed for easy integration of the codes to be coupled. An initial stage of the steam line break accident is simulated on the MARU platform. As cold coolant is injected from the cold leg into the reactor pressure vessel, the power increases due to the moderator feedback. Three-dimensional coolant and fuel behaviour are qualitatively visualized for easy comprehension. Moreover, quantitative investigation is added by focusing on the enhancement of safety margin by means of comparing the minimum departure from nucleate boiling ratio (MDNBR). Three factors contributing to the increase of the MDNBR are proposed: Various geometric parameters, realistic power distribution by neutron kinetics code, Radial coolant mixing including sub-channel physics model.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권12호
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• pp.4431-4446
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• 2023

A Multiphysics coupling framework, MPCORE, has been developed to analyze safety parameters using the best estimate codes. The framework contains neutron kinetics (NK), thermal hydraulics (TH), and fuel performance (FP) codes to analyze fuel burnup, radial power distribution, and coolant temperature (T_bc). Shuffling and rotation capabilities have been verified on the Watts Bar reactor for three cycles. This study focuses on two coupling approaches for TH and FP modules. The one-way coupling approach involves coupling the FP code with the NK code, providing no data to the TH modules but getting T_bc as boundary condition from TH module. The two-way coupling approach exchanges information from FP to TH modules, so that the simplified heat conduction solver of the TH module is not used. The power profile in both approaches does not differ significantly, but there is an impact on coolant and cladding parameters. The one-way coupling approach tends to over-predict the cladding hydrogen concentration (CHC). This research highlights the difference between one-way and two-way coupling on critical boron concentration, T_bc, CHC, oxide surface temperature, and pellet centerline temperature. Overall, MPCORE framework with two-way coupling provides a more accurate and reliable analysis of safety parameters for nuclear reactors.

• 한국산림과학회지
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• 제89권1호
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• pp.77-84
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• 2000

수간조직의 연륜화학분석(dendroanalysis)을 통해, 강원도 비오염 지역에서 생장한 한국소나무(Pinus densiflora L.) 성숙목의 연륜에 따른 Cd 총농도 분포 곡선과 Cd의 화학적 결합 형태를 알아보고자 본 연구를 수행하였다. 수간조직 내 Cd 총농도는 건식법에 의하여 분석하였고 Cd의 추출을 위한 추출용액으로는 증류수, 0.01M 용액의 구연산, 사과산, $CaCl_2$, $MgCl_2$, $Na_2EDTA$를 이용하였다. 이때 추출용액에 따라 추출되어지는 각각의 Cd 농도는 총농도를 대신하여 Cd 전체를 추출한 $Na_2EDTA$ 용액에 의한 추출농도를 기준으로 하여 퍼센트로 나타내었다. Cd의 총농도 분포곡선은 목재부 안쪽의 심재 조직으로부터 바깥쪽 변재 조직으로 감소하는 경향을 보였으며 이행재를 지나면서 급격하게 그 농도가 떨어졌다. Cd 추출능은 물이 제일 낮았고 $MgCl_2$ < $CaCl_2$ < 사과산 < 구연산 < $Na_2EDTA$(전체 Cd 추출)의 순서를 보였다. 가장 낮은 추출능을 보인 물은 연륜에 따라 7%-30%를 추출한 반면 구연산은 60-95%까지 이르렀고 $Na_2EDTA$는 총 Cd을 추출하였다. 이때 물과 유기산에 의한 추출능은 언제나 심재조직에서 변재조직으로 가면서 증가하는 반면에 중성염의 경우에는 증가 경향을 보이다가 형성층에 가까워서 갑자기 감소하는 경향을 나타내었다. 본 실험은 수액성분에 해당하는 증류수, 중성염, 유기산 용액에 의한 수간의 목부조직 내 Cd 추출능을 분획 별로 구분하여 목부조직 내 Cd의 결합 형태를 결합 세기의 관점에서 알아보았다. 목부조직에 있는 Cd이 수용성인가 또는 추출용액에 의해 목부조직으로부터 교환되어질 수 있는 가능성이 있는가에 대해서 분획별로 논의하였다. 결과는 이전의 Quercus petraea와 Pinus sylvestris의 목부조직 내 Cd 추출실험과 비교하였으며, 소나무 연륜에 따른 Cd의 분포 곡선이 오염에 대한 역사적 변화를 나타낼 수 있는 가에 대해 실험 결과를 바탕으로 문제점을 제시하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제10권1호
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• pp.1-7
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• 1999

본 연구에서는 $\beta$선 방출 동위원소들 중에서 $^{32}$P으로부터 방출되는 $\beta$선에 의한 홉수선량 분포를 방사선원의 형태와 기하학적인 조건을 달리하여 컴퓨터를 이용한 모사실험을 통해 예측함으로써 balloon catheter 및 radioactive stent의 이용과 관련된 정보를 얻고자한다. $^{32}$p로부터 방출된 $\beta$선이 인체내에서 에너지를 전달하는 과정에 대한 모사실험은 EGS4 code system 을 이용하여 수행되었다. 인체내의 방사선 흡수선량은 선원의 형태와 위치를 고려하여 축방향과 반경방향으로 등간격으로 나누어 각 격자에서 계산되었다. $^{32}$P 에서 방출되는 $\beta$선 에너지는 Coulomb 포텐셜에 대한 Dirac방정식의 해를 이용하여 계산된 $\beta$선 스펙트럼의 결과를 사용하여 무작위로 선정되었다. 체적 선원과 표면선원에서 시료 표면으로부터 반경방향으로 깊이 0.5 mm내에 있는 표적체에서의 선량률은 각각 12.133 cGy/s per GBq (0.449 cGy/s per mCi, uncertainty: 1.51%)와 24.732 cGy/s per GBq (0.915 cGy/s per mCi, uncertainty: 1.01 %)이다. 선량률은 시료표면으로부터 축방향과 반경방향으로의 거리에 따라 감소한다. 본 연구 결과를 근거로하여 balloon catheter 및 radioactive stent에 $^{32}$P 핵종을 사용할 때 치료선량을 20 Gy로 할 경우 치료에 적합한 초기 방사능량은 각각 29.69 mCi(치료시간을 3분으로 제한할 때) 와 1.2278 $\mu$Ci (영구삽입)로 계산되었다. 또한 원통형 체적선원과 표면선원에 대하여 초기방사능의 크기를 1 mCi/ml의 방사능 체적 밀도와 0.1 mCi/$cm^2$의 방사능 면 밀도로 나타내었을 때 각 표적체에서의 흡수선량률을 계산하였다. 통일한 값의 방사능 체적 밀도와 방사능 면 밀도는 크기가 다른 모델에 대해서 비슷한 크기의 홉수선량을 유도하므로 $^{32}$p 방사선원의 초기 방사능 체적 밀도와 초기 방사능 면 밀도를 알고 있을 때 본 연구의 계산 결과를 이용하면 직경과 길이가 다른 $^{32}$P 핵종의 원통형 모델 주위의 홉수선량 분포를 쉽게 계산할 수 있다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제12권2호
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• pp.243-252
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• 1994

원격조종 아프터로딩에 의한 고선량율 관내삽입조사는 체내 발생된 종양에 방사선원을 근접시켜 치료하는 방사선요법으로서 신속한 선량계산과 선량의 정확성 및 다양한 모양의 최적선량분포가 요구된다. 저자들은 크기가 작고 선량율이 높은 고선량율의 방사성동위원소에 대한 정확한 조사선량과 최적선량분포를 얻기 위하여 수학적인 콤퓨터 계산프로그램과 실측으로서 비교하였다. 고선량율 선원에 의한 방사선 조사선량과 조직내 흡수선량분포는 각각 Sievert적분식과 Meisberger의 다항식을 이용하여 작성하였다. 종양크기와 모양에 가장 알맞는 선량분포의 최적화를 실현하기 위하여 저자들은 치료기준점의 선량을 일정한 값으로 고정시키고 선원의 조사시간을 조정하는 선형반복 계산방정식을 이용하였다. 모형선원이 장착된 아프터로딩관을 삽입하고 조준엑스선으로 촬영하여 종양부위를 결정한 후 콤퓨터의 도움으로 아프터로딩관의 축과 평행한 등량곡선 또는 과일모양의 선량분포 및 기관지 모양의 등선량분포가 성취되도록 선량최적화를 시행하였고 선량계에 의한 실측치와 오차가 $3\%$이하로 잘 일치하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권4호
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• pp.708-720
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• 2020

Core-wide temperature distribution in sodium-cooled fast reactor plays a key role in its decay heat removal process, however the prediction for temperature distribution is quite complex due to the conjugate heat transfer between the assembly flow and the inter-wrapper flow. Hybrid medium model has been proposed for conjugate heat transfer modeling in the core. The core is modeled with a Realistic modeled inter-wrapper flow and hybrid medium modeled assembly flow. To validate present model, simulations for a three-assembly model were performed with Realistic modeling, traditional porous medium model and hybrid medium model, respectively. The influences of Uniform/Non-Uniform power distribution among assemblies and the Peclet number within the assembly flow have been considered. Compared to traditional porous medium model, present model shows a better agreement with in Realistic modeling prediction of the temperature distribution and the radial heat transfer between the inter-wrapper flow and the assembly flow.

• 한국음향학회지
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• 제33권2호
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• pp.87-93
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• 2014

덕트 내 음원 면에서의 음압과 입자 속도분포를 상세히 알 수 있다면, 주된 소음원들의 위치와 강도를 분석하여 전파특성을 잘 이해할 수 있고, 이에 따라 저소음화 설계에 유용한 정보로 활용가능하다. 이를 위한 기존의 방법들은 대개 단면상 위치와 무관한 일정 변수로 나타내는 제한점이 있다. 본 논문에서는 음원의 단면 분포를 높은 공간분해능으로 관찰할 수 있는 방법에 대해 연구하였다. 모드 합성법을 기반으로 감쇠파의 영향과 근접장 측정을 포함하는 행렬식을 유도하였으며, 컴프레션 드라이버에 의해 일부 단면이 가진된 유동이 없는 덕트 시스템에서 검증하였다. 감쇠파모드 개수의 증가에 따라 음압 스펙트럼을 더욱 정확하게 근사화 할 수 있었으며, 26개의 감쇠파 모드를 포함한 수렴 결과로부터 관심 헬름홀쯔 수 영역에서 -25 dB 이하의 오차로 예측할 수 있었다. 수렴된 모드 진폭들을 이용하여 kR = 1에서 음원 면에서의 음원변수 분포를 관찰한 결과, 실제 음원이 설치된 국소 위치에서 높은 음압과 입자 속도 값을 분명히 나타내는 것을 보였다. 또한, 감쇠 모드의 역추산시에 정규화기법을 도입하여, 과결정된 반경방향 모드에 의해 발생된 무의미한 피크들을 효과적으로 제거할 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권7호
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• pp.555-564
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• 2018

홍수조절지는 하천 제내지 측에 제방을 축조하고 제방 일부 구간에 횡월류위어를 설치해 일정규모 이상의 홍수사상 발생 시 홍수량 일부를 월류시켜 저류하는 홍수저감시설이다. 다양한 하천시설물이 존재하는 하천 내에서 홍수조절지의 운영 최적화를 위해서는 기존 시설과의 연계 운영을 함께 검토해야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 하도 내 수문 시설의 영향을 고려해 홍수조절지 횡월류위어의 위치 변화에 따른 수로 내 수위 저감 및 유량 분담 효과를 분석하였다. 수문 시설의 영향을 고려하기 위해 수로 내 2문의 방사형 수문을 설치하였으며, 수문으로부터 상류 방향으로 횡월류위어의 위치를 이동시키며 수로 내 수위 변화와 횡월류위어의 월류량을 측정하였다. 실험 결과 횡월류위어의 위치가 수문에 가까울수록 수위 저감 효과가 크게 나타났으며, 유량 분담 효과는 큰 변화가 없는 것으로 확인되었다. 2개소 이상의 횡월류위어 운영 시에는 충분한 저류공간이 확보되어 횡월류위어의 위치에 따른 수위 저감 효과의 변화가 크지 않은 것으로 확인되었다. 또한, 수문 운영 시 1개소 횡월류위어의 위치 변화에 따른 수위 저감율을 경험식으로 산정해 향후 홍수조절지 계획 시 활용 가능한 기초자료를 제공하고자 한다.

• Composites Research
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• 제23권2호
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• pp.1-9
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• 2010

본 연구는 실린더 내부가 경사가능재료로 코팅된 두꺼운 벽을 가진 실린더의 겉보기 파괴인성치를 해석한 것이다. 실린더는 내부로부터 반경방향의 단일 모서리 균열이 내재되어 있으며, 균열면과 내면에는 내압을 받고 있는 것으로 가정하였다. 소결온도로부터 냉각 결과 균일한 열팽창계수로 인해 실린더에는 비적합 고유스트레인이 생성되었다. 기존의 연구에서 소개된 응력확대계수 평가법에 기초해 겉보기 파괴인성치를 계산하였다. 본 연구에서는 TiC/$Al_{2}O_{3}$ FGM 코팅된 실린더를 사용하였고 겉보기 파괴인성치의 수치적인 결과를 도식화하였다. 재료분포프로파일, 실린더 벽 두께, 적용온도와 코팅두께등이 겉보기 파괴인치에 미치는 영향이 상세히 조사되었으며, 이러한 모든 인자는 실린더의 겉보기 파괴인성치를 조절하는데 중요한 역할을 하는 것으로 밝혀졌다.